c-Jun N-Terminal Kinase: A Spatiotemporal Regulator of Cell Fate and Function.
c-Jun N 端激酶（JNK）是一种高度保守的应激激活蛋白激酶，在细胞发育和细胞命运决定中发挥关键作用。三十余年的研究已鉴定出约 100 种 JNK 底物，包括转录因子 c-Jun 及其他细胞命运效应分子。研究表明，JNK 激活受到空间与时间两个层面的严格调控：一方面通过招募至特定亚细胞位点实现空间限制，另一方面通过特定的激活动力...
A live cell biosensor protocol for high-resolution screening of therapy-resistant cancer cells.
基因编码死亡指示器（GEDI）是一种比率型双荧光生物传感器，可通过钙离子内流实时检测细胞死亡。GEDI 最初用于神经退行性疾病模型，现可应用于癌细胞，以单细胞分辨率量化治疗诱导的死亡。本方案详述如何构建稳定表达 GEDI 的癌细胞系，利用辐射或化疗药物经验性确定应激诱导的 GEDI 阈值，并通过时间分辨成像与图像分析追踪细胞命运。该...
R103 and R115 Affinity Mutants of ATeam ATP Biosensors.
三磷酸腺苷（ATP）在细胞外、胞质和分泌囊泡等生理环境中可从纳摩尔变化到毫摩尔，既是能量载体、磷酸供体，也是嘌呤能信号分子。为覆盖如此宽的浓度范围，需要具有不同亲和力的基因编码传感器。本研究针对 ATeam 系列 ATP 生物传感器 ATP 结合域中的两个关键精氨酸残基 R103 和 R115 进行定点突变，系统考察电荷中和（R-t...
Decoding Molecular Network Dynamics in Cells: Advances in Multiplexed Live Imaging of Fluorescent Biosensors.
基因编码荧光蛋白（FP）生物传感器通过在活细胞中以高时空分辨率实时监测分子活动，彻底改变了细胞生物学研究。多路复用生物传感进一步拓展了这一能力，使多个信号通路可被同时追踪，从而揭示网络相互作用与动态协调。然而，荧光蛋白光谱重叠限制了其更广泛应用。为应对该挑战，研究者发展了多种创新策略：通过扩展FP谱系和新型传感器设计实现光谱分离；利...
Optimizing PH Domain-Based Biosensors for Improved Plasma Membrane PIP
磷脂酰肌醇结合蛋白的Pleckstrin同源（PH）结构域既能结合磷脂也能结合蛋白，常限制其作为特异性脂质生物传感器的应用。本研究在蛋白激酶B（Akt）和磷脂酰肌醇通用受体1（GRP1）的PIP3特异性PH结构域中引入定点突变，破坏蛋白介导相互作用而保留脂质结合，以提高对PIP3的传感特异性，并评估其对质膜定位和脂质追踪能力的影响。...
Capturing CDKs in action: Live-cell biosensors pioneer the new frontiers in cell cycle research.
细胞周期依赖性激酶（CDKs）通过精确调控底物磷酸化的时间进程驱动细胞周期推进。传统生化方法和磷酸化蛋白质组学虽为 CDK 介导调控提供了重要信息，但依赖细胞群体分析，无法捕捉单个细胞中的实时动态。近年来荧光生物传感器的发展，使研究者以前所未有的时间分辨率和空间分辨率监测活细胞中 CDK 活性。本文系统综述用于测量 CDK 活性的遗...
A Ratiometric Fluorescence Nano pH Biosensor for Live-Cell Imaging Using Cerasome.
开发稳健且生物相容的pH传感平台对监测细胞内过程与疾病诊断至关重要。本文报道一种基于硅包覆脂质体纳米颗粒（cerasome，平均粒径138.4 nm）的智能超稳定比率荧光纳米pH传感器。该传感器通过溶胶-凝胶与自组装策略将pH敏感荧光染料pyranine负载于cerasome内部，使其兼具脂质体的生物相容性与二氧化硅壳的稳定性，从而...
Novel FRET-Based Biosensors for Real-Time Monitoring of Estrogen Receptor Dimerization and Translocation Dynamics in Living Cells.
雌激素受体（ER）包括 ERα 和 ERβ，通过同源或异源二聚体形成调控细胞生长与分化，但精确检测其二聚化仍具挑战。本研究开发并优化了基于荧光共振能量转移（FRET）的基因编码生物传感器，用于在活细胞中实时监测 ER 动态。通过结构分析、连接肽比较和最优荧光蛋白对筛选，作者构建了三种可检测细胞核内 ERαα、ERαβ 和 ERββ ...
Probing and imaging phospholipid dynamics in live cells.
不同磷脂种类在细胞膜上具有特定分布模式，对其结构、信号功能以及质膜和细胞器完整性至关重要。近年来，脂质生物传感器技术与成像模态的进步使研究者能够在活细胞中直接观察磷脂的分布、转运和动态变化，显著推动了细胞与亚细胞水平磷脂功能与调控机制的研究。本文综述磷脂生物传感器的最新设计与应用，重点介绍基于脂质结合蛋白域的遗传编码探针，以及位移、...
Genetically encoded green fluorescent sensor for probing sulfate transport activity of solute carrier family 26 member a2 (Slc26a2) protein.
遗传编码荧光生物传感器已成为实时观察活细胞生理过程的重要工具，但用于哺乳动物细胞硫酸根离子成像的传感器仍缺乏。本研究报道了一种名为Thyone的绿色荧光硫酸根传感器。Thyone通过结构引导设计由亮绿色荧光蛋白mNeonGreen改造而来，在哺乳动物细胞中与硫酸根离子发生亚秒级结合，并产生显著的负荧光响应，表观亲和力为11 mM。作...
Genetically Encoded Fluorescence Resonance Energy Transfer Biosensor for Live-Cell Visualization of Lamin A Phosphorylation at Serine 22.
Lamin A 丝氨酸22位点（Ser22）的广泛磷酸化（pSer22）是细胞有丝分裂的标志，可促进核膜解体；在间期，pSer22 lamin A 丰度较低，并参与力学转导、病毒感染和基因表达。已有大量证据表明，磷酸化修饰调控 lamin A 对细胞功能与命运的作用，但目前尚缺乏用于实时观察 pSer22 lamin A 动态变化的...
Calibration of FRET-based biosensors using multiplexed biosensor barcoding.
Förster 共振能量转移（FRET）在荧光蛋白生物传感器中广泛用于监测活细胞内生化活动的动态变化。FRET 比值（受体与供体信号之比）常作为 FRET 效率的替代指标，但需借助仅含供体或仅含受体的样品校正信号串扰，且对激光强度、检测器增益等成像条件高度敏感，导致不同实验或时间点之间难以直接比较。受多重生物传感器条形码成像方法启发...
Protocol for quantifying LC3B FRET biosensor activity in living cells using a broad-to-sensitive data analysis pipeline.
本文提出一种用于全面定量自噬起始的实验方案，基于 LC3B Förster 共振能量转移（FRET）生物传感器的读出。该传感器在 proLC3B 的 N 端和 C 端分别融合供体荧光蛋白 Aquamarine 和受体荧光蛋白 tdLanYFP；当 ATG4B 无活性时，proLC3B 保持完整，供体与受体距离较近而发生 FRET；A...
Optogenetic Strategies for Optimizing the Performance of Phospholipids Biosensors.
高性能生物传感器对阐明膜磷脂复杂时空调控作用与动态变化至关重要，但提高灵敏度和成像性能仍是挑战。本文提出基于光遗传学的磷脂生物传感器优化策略。首先，利用循环置换LOV2（cpLOV2）介导的核质运输系统，将未结合探针在暗态下预隔离于细胞核，并通过蓝光调控其胞质水平，从而降低高表达条件下未结合探针造成的背景干扰，提高磷脂检测的信背比。...
NeMeHg, genetically encoded indicator for mercury ions based on mNeonGreen green fluorescent protein and merP protein from
汞离子检测在环境监测和细胞生物学研究中具有重要意义，但现有基因编码汞离子传感器存在荧光响应为负、动态范围窄或需要补充辅因子等局限。本研究以环状置换的mNeonGreen绿色荧光蛋白（cpmNeonGreen）和来自志贺氏菌Shigella flexneri的汞结合蛋白MerP为基础，通过理性构建与随机突变筛选，开发了NeMeHg和i...
A Reliable System for Quantitative G-Protein Activation Imaging in Cancer Cells.
荧光共振能量转移（FRET）生物传感器是细胞生物学和G蛋白信号研究的重要工具。荧光寿命成像显微镜（FLIM）可避免荧光强度法的许多缺点，并能定量测量生物传感器的激活状态或FRET状态。然而，目前仍缺乏可靠的FLIM-FRET生物传感器，且已有数据处理与分析流程存在可重复性挑战。本研究在原代小鼠胰腺导管腺癌（PDAC）活细胞中建立了一...
Studying Retroviral Life Cycles Using Visible Viruses and Live Cell Imaging.
病毒利用宿主细胞关键因子完成复制周期各阶段。为理解病毒致病机制并加速抗病毒策略开发，需要高分辨率可视化病毒-宿主相互作用，明确这些事件在细胞内发生的时间和位置。本文综述用于追踪病毒生命周期各阶段的最新活细胞成像技术，重点讨论逆转录病毒，尤其是研究最深入的人类免疫缺陷病毒1型（HIV-1）。文章描述了如何构建“可见”病毒用于活细胞成像...
Protocol for measuring cell cycle Zn
细胞内可交换锌离子池并非静态，既会响应外界扰动，也会随细胞周期自然波动。本文提供一套基于荧光共振能量转移（FRET）生物传感器进行长时程活细胞成像的实验方案，用于监测表达胞质锌传感器 NES-ZapCV2 的 MCF10a 细胞中游离/不稳定锌（labile Zn2+）的动态变化。方案包括细胞培养与维持、Zn2+ 控制最低培养基（M...
Reconstructing Signaling Networks Using Biosensor Barcoding.
理解信号网络如何调控对阐明细胞和生物体响应内外刺激及开发疾病治疗策略至关重要。为此，需要在扰动条件下测量网络中各节点的活性。本文介绍一种生物传感器条形码技术，利用遗传编码荧光生物传感器在活细胞中大规模多路复用追踪多种信号活性。该方法将表达不同生物传感器的细胞用由蓝色或红色荧光蛋白组成的条形码标记，这些条形码蛋白被定位到不同亚细胞位置...
Development of FRET Biosensor to Characterize CSK Subcellular Regulation.
C-terminal Src kinase（CSK）是Src家族激酶（SFKs）的主要抑制性激酶，通过磷酸化其C端酪氨酸位点调控多种细胞活动。作为胞质蛋白，CSK需被招募至质膜以调控SFKs活性，但其活性调控机制和亚细胞定位仍不清楚。本研究开发了一种基于荧光共振能量转移（FRET）的基因编码生物传感器，用于在活细胞中可视化CSK活性...